Все, что мы видим во Вселенной — планеты, звезды, облака газа, черные дыры, — составляет лишь крохотную часть ее общей массы. Гораздо больше в ней некоего загадочного вещества, которое не взаимодействует с электромагнитными волнами, то есть не излучает и не поглощает свет. Это темная материя. Ее нельзя увидеть, равно как и засечь каким-либо прибором, но она должна существовать — об этом говорят наблюдаемые нами масштабные гравитационные аномалии. Что же такое эта темная материя?
Первичные черные дыры
Есть мнение, что темная материя состоит из так называемых первичных черных дыр. Они, в отличие от хорошо известных нам монстров, расположенных в центрах галактик, образовались не за счет гравитационного коллапса звезд. Первичные черные дыры возникли в областях сверхплотной материи сразу после Большого взрыва, когда не существовало еще ни звезд, ни даже атомов. Некоторые из них могут быть довольно крупными, но бо́льшая их часть, вероятно, весьма маленькие по космическим меркам, а их масса меньше солнечной. Поэтому и обнаружить их пока не удается, хотя они должны быть повсюду.
Особый тип нейтрино
Есть также версия, что темная материя состоит из невероятно легких частиц, которые движутся с околосветовыми скоростями. Они не взаимодействуют с веществом, поэтому мы не видим и не ощущаем их, но у них есть масса, которая себя проявляет. Самый перспективный кандидат на эту роль — особый тип нейтрино. Обычные нейтрино слишком легкие — их массы явно недостаточно для объяснения эффектов темной материи. Поэтому, возможно, существуют более массивные нейтрино — их называют стерильными. Только вот их тоже пока не удалось обнаружить — они, если только существуют, по-настоящему неуловимы.
Вимпы и виспы
Возможно, темная материя состоит из других частиц, которые медленно движутся и почти не взаимодействуют с веществом. Они могут быть как массивными — такие частицы называют вимпами (WIMP — weakly interacting massive particles), так и легкими — их называют виспами (WISP — weakly interacting slim particles). Из числа первых на роль темной материи лучше всего подходит нейтралино — квантовая «смесь» суперсимметричных партнеров Z-бозона, фотона и бозона Хиггса. Из числа вторых — невероятно легкие аксионы. Конечно, их существование тоже пока чисто гипотетическое.
Альтернативная теория гравитации
В конце концов, никакой темной материи во Вселенной может вовсе и не быть — просто наша теория гравитации не работает как на уровне квантовых объектов, так и на уровне масштабных структур вроде скоплений и галактик. Но, увы, пока что никто не смог сформулировать достаточно правдоподобную замену ньютоновским законам.
Подписывайтесь на канал — здесь много интересных статей о науке, открытиях и новых технологиях!